2×450m3高炉及2×25000kVA矿热炉项目节能专篇（节能报告甲级资质优秀报告）

某某 矿业有限公司 2 450m3高炉及 2 25000kVA 矿热炉项目 节 能 专 篇 某某 工业建筑设计研究院 二 九年 十二 月 某某 矿业有限公司 2 450m3高炉及 2 25000kVA 矿热炉项目 节 能 专 篇 院 长 ： 副院长、总工程师 ： 项 目 负 责人 ： 某某 工业建筑设计研究院 二 九年 十二 月 主 要 编 制 人 员 目 录 引言 . - 1 - 第一章 用能标准和节能规范 . - 9 - 1.1 国家节能政策法规 . - 9 - 1.2 工业类相关标准和规范 . - 9 - 1.3 建筑类相关标准和规范 . - 11 - 1.4 其他设计资料 . - 11 - 第二章 能源供应状况 . - 12 - 第三章 能源消耗状况 . - 14 - 3.1 工艺简述 . - 14 - 3.2 能源消耗 . - 28 - 3.3 高能耗单元能耗分析 . - 30 - 3.4 炉气利用 . - 32 - 3.5 能源平衡分析 . - 32 - 第四章 能源消耗指标分析 . - 34 - 4.1 能源消耗指标比较 . - 34 - 4.2 能源投入产出效率 . - 35 - 第五章 节能措施和效果分析 . - 37 - 5.1 工艺技术节能措施和效果分析 . - 37 - 5.2 建筑、结构节能措施和效果分析 . - 40 - 5.3 电气仪表节能措施和效果分析 . - 41 - 5.4 给水排水节能措施和效果分析 . - 45 - 第六章 结论和建议 . - 46 - 6.1 结论 . - 46 - 6.2 建议 . - 46 - 附图： 1、 高炉锰铁能源平衡图 (全年） 2、 镍 铬铁合金能源平衡图 (全年） - 1 - 引言 根据国务院关于加强节能工作的决定（国发 200628 号）、国家发展改革委员会关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知的要求，特编制 某某 矿业有限公司 2 450m3高炉及 2 25000kVA 矿热炉项目 节能专篇。 我国人口众多，能源资源相对不足，人均拥有量远低于世界平均水平。由于我国正处在工业化和城镇化加快发展阶段，能源消耗强度较高，消费规模不断扩大，特别是高投入、高消耗、高污染的粗放型经济增长方式，加剧了能源供求矛盾和环境污染状况。能源问题已经成为制约经济和 社会发展的重要因素，要从战略和全局的高度，充分认识做好能源工作的重要性，高度重视能源安全，实现能源的可持续发展。解决我国能源问题，根本出路是坚持开发与节约并举、节约优先的方针，大力推进节能降耗，提高能源利用效率。节能是缓解能源约束，减轻环境压力，保障经济安全，实现全面建设小康社会目标和可持续发展的必然选择，体现了科学发展观的本质要求，是一项长期的战略任务，必须摆在更加突出的战略位置。 我国节能 主要目标：到“十一五”期末，万元国内生产总值（按 2005年价格计算）能耗下降到 0.98 吨标准煤，比“十五”期末降低 20%左右，平均年节能率为 4.4%。重点行业主要产品单位能耗总体达到或接近本世纪初国际先进水平。初步建立起与社会主义市场经济体制相适应的比较完善的节能法规和标准体系、政策保障体系、技术支撑体系、监督管理体系，形成市场主体自觉节能的机制。 中华人民共和国清洁生产促进法 指出： 国家鼓励和促进清洁生产 。即 不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻 - 2 - 或者消除对人类健康和环 境的危害。 某某 矿业有限公司 2 450m3高炉及 2 25000kVA 矿热炉项目 能源购入总量： 409545817 kgce/a，外供能源量： 5840208 kgce/a(煤 气发电 )，实际购入能源总量为 403705609 kgce/a。其中 高炉锰铁 项目 能源购入总量：323529809 kgce/a，外供能源量： 5840208 kgce/a(煤 气发电 )，实际购入能源总量为 317689601 kgce/a；总有效能： 178440573 kgce/a；项目能源利用率： 55.15 ； 镍铬铁合金项目能源购入总量： 86016008 kgce/a；总有效能： 36525976 kgce/a；项目能源利用率： 42.46。 铁合金单位产品能源消耗限额规定新建铁合金生产企业单位高炉锰铁能耗 准入 值为：焦炭 1320kg/t，综合能耗 1220kgce/t；先进值为：焦炭 1280kg/t，综合能耗 1180kgce/t。 本项目高炉锰铁焦炭消耗量为1030kg/t，综合能耗为 1126kgce/t，达到 行业 先进水平 ， 锰回收率为 83%。给水复用率为 95.6%； 镍铬铁合金的 焦炭消耗量为 484kg/t，综合能耗为 782 kgce/t， 给 水复用率为 98.6%。 一、 项目背景 1、 项目名称、建设性质 项目名称： 某某 矿业有限公司 2 450m3高炉及 2 25000kVA 矿热炉项目 建设性质：新建 建设规模：年产高炉锰铁 28.215 万吨，镍铬铁合金 11 万吨 建设地点： 某某 市江州区新和镇 某某 市华侨经济管理区锰铝集中加工区 承办单位： 某某 矿业有限公司 企业性质：有限公司 法人代表： 陈跃飞 - 3 - 二 、企业概况 某某某某 矿业有限公司，公司总部注册地位于 某某 南宁市，是一 家 专门经营矿产开发和冶炼加工的企业。公司在贵州、云南、 某某 等地都有矿山和冶炼 企业 ，公司拟在 某某 市 锰铝集中加工区 内建设 2 450m3 高炉及 2 25000kVA矿热炉项目 。 三 、项目概况 预期目标：采用国内先进技术设备和工艺流程，合理配套环保设施，符合国家节能减排技术要求。高炉锰铁质量符合国家标准 GB/T3795-1996要求，镍铬铁合金质量符合 供应 厂家的质量要求。 项目总投资 74760.98 万元， 其中： 固定资产 投资 51899.13 万元 ，流动资金 22861.85 万元。 资金来源：企业自筹 100%。 项目建成投产后，每年可生产 高炉锰铁 （ FeMn68） 282150t、 镍铬铁合金 110000t、附产水淬渣 1284300t，同时利用高炉煤气发电 47520k-kWh，年均 销售收入 205188.41万元， 年均利润总额 14160.12 万元，年均净利润10620.09 万元，平均每年向当地税务部门上缴价外增值税 6380 万元、上缴税金附加 701.8万元、上缴所得税 3540.03万元。项目总投资收益率 18.94%，投资利税率 28.41%，全部投资回收期税 前 为 3.75 年（含建设工期 3 年 ） 、税后为 5.1 年（含建设工期 3 年 ）； 财务内部收益率 税前为 41.61%、税后为28.93%， 均 大于基准收益率 13%。项目经济效益显著，有 一定 的抗 风险能力。 项目经济效益显著，盈亏平衡点低，以生产能力利用率计为 63.83%，有较强的抗风险能力。 1、 建设项目的主要内容 项目的主要内容： 在 某某 市江州区新和镇 锰铝集中加工区 新征土地442.2 亩；新建 2台 450m3高炉、两台 50m2烧结机、两台 25000kVA矿热炉、6000kW 高炉煤气发电机组，配套建设生产厂房及公用设施建筑面 积 - 4 - 80959.01 平方米；新增高炉锰 铁、镍铬铁合金生产线；形成年产高炉锰铁28.215 万吨、镍铬铁合金 11 万吨的生产能力。 2、 建设条件 （ 1）资源条件 某某 区内丰富的锰矿资源， 某某 地区具有铁路和公路的优越运输条件，国内外供应的矿石、焦炭、萤石、生石灰等原材料均由火车站或原料产地采用汽车倒运至厂内。 某某 市 主要矿藏有锰、铁、膨润土、稀土矿、铅锌矿 、铝土矿 等 40余种，其中锰矿储量 1.49 亿吨，居全国之首，被誉为中国的 “ 锰都 ” 。 （ 2）市场条件 锰铁和锰硅合金是铁合金中最主要的品种，也是用途最广、消耗最多的品种，其需求量占铁合金总产量的 50%以上。国外发达国家平均每吨钢消耗铁合金约 30 公斤，我国目前约 13 22 公斤。铁合金市场与钢铁工业紧密关联，并随钢铁工业发展壮大。 镍铬铁合金是冶炼不锈钢 的较好原料，一般是以氧化镍矿、氧化铬矿为原料用热炉冶炼而成。镍铬铁合金表面抗氧化性好，并且在高温下有较高的强度，有良好的加工性能及可焊性。 2008年全球不锈钢市场呈现先扬后抑走势，虽然年初国际不锈钢价格继续 2007年下半年的颓势，但由于钢铁行业的快速发展， 2008 年上半年不锈钢消费需求仍较 2007 年呈现稳定增长态势。 预测 2009 年全球不锈钢产量将下降至 2340 万吨，但高品质高质量不锈钢产量将有所增长。 （ 3）供水条件 根据建设单位与 华侨经济管理区 管委会 的 协议，外部给水由 华侨经济管理区 统一规划建设， 本顶目新 水 直接从 华侨经济管理区供 水管网取用。 （ 4）供电条件 本项目电源拟引自新和镇 110KV 变电站，距厂区距离约 5km，供电质量 - 5 - 可靠。 （ 5）交通、区位条件 该地位于 某某 市江州区新和镇， 某某 市位于 某某 西南部，左江上游，地理座标是东经 107 6 23至 107 47 23，北纬 22 9 34至 2254 18之间， 地处华南经济圈、西南经济圈和东盟经济圈交汇的中心地带及 “ 南宁 某某 凭祥 -谅山 河内 海防 广宁经济走廊 ” 的大通道上，处在南宁 新加坡经济走廓的关节点，泛珠三角经济发达地区东部和东盟经济圈的北部、海 上东盟和陆上东盟的联结交汇点，纵贯南北，连接东西，呈现出一个 “ 十字型 ” 的经济带 。 2003 年成立， 现 辖江州区 、 扶绥县、大新县、天等县、宁明县、龙州县 和 凭祥市 （ 县级 ） 。 共 有 4个县（市）与越南接壤，边境线长 533公里， 拥 有国家一类口岸 3个，二类口岸 4个，边民互市贸易点 13个。 全市土地面积 1.73万平方公里，总人口 233 万人，以壮族为主的少数民族人口占总人口的 88.6%。 国务院批准成立北部湾（ 某某 ）经济区，纳入国家发展战略。 某某 市被列为北部湾（ 某某 ）经济区 4+2 范围。 某某 市沿边近海连东盟，交通便利，区位优势明显 。市区距首府南宁 110 公里，距越南首都河内 250 公里，境内有湘桂铁路、南友高速公路 （南宁至友谊关） 经过， 可 与越南铁路、一号公路相接，可达越南、老挝、柬埔寨、泰国、缅甸、马来西亚和新加坡等 7 个国家 。是 某某 乃至 中国通往东盟最便捷的陆路通道。随着 某某 至钦州高速公路的 纳入 建设 计划 ，通过钦州、防城港海上可达世界各国，呈现出既可承接发达地区产业转移，又可多方向经济辐射的 “ 扇型 ” 经济辐射发展状态。 在水运方面，左江可通航 500-1000吨，上可抵越南，下可达粤港澳。在航空运输方面，与 南宁国际机场相距仅 90 公里 。随着 泛亚铁路东线 、 大湄公河次区域公路东线以及宁明军民两用机场等项目建成 投入使 - 6 - 用 ， 某某 市将成为中国通往东盟的海、陆、空立体大通道和前沿城市。 （ 6）技术条件 公司长期 经营矿产开发和冶炼加工 。 某某 市 已形成拥有锰矿石、电解金属锰、电解 二氧化锰、硫酸锰、锰系铁合金、富锰渣等系列产品的锰金属产业链，技术人才充足，公司可引进相关技术与人才组织生产。 （ 7）工艺技术优势 与同行业相比，本高炉锰铁项目采用了喷吹煤粉技术。通过喷吹煤粉技术，可以促进中心气流的发展，活跃炉缸，相应提高了炉缸温度。更重要的是由于锰铁高炉冶炼负荷轻、焦比高，喷 吹煤粉对降低焦比效果显著。 （ 8） 环境保护及投入 遵循我国环境保护法的规定，本工程项目实施 “ 三同时 ” 的原则， 制定 了环境保护治理措施。 主要污染源、污染物 高炉锰铁生产 主要污染源、污染物为：高炉出渣、出铁时产生大量的烟气和粉尘、高炉仓下供配料时各扬尘点产生大量粉尘、高炉仓下上料皮带机往料车倒料时产生的灰尘、布袋除尘器过滤下来的灰尘、高炉产生的大量炉渣理、高炉排放大量煤气、重力除尘器除下的灰尘 、喷煤收尘的余气 ， 噪声污染主要来自风机、排风阀及风机进、出口处。 烧结机主要污染源、污染物有：烧结矿配料时各扬尘点产 生的大量粉尘、烧结机头部产生的烟气和粉尘、烧结机尾破碎和筛分产生的大量粉尘、 烧结抽风机和除尘风机带来的噪音。 镍铬铁合金生产主要污染源、污染物为：配料站配加料、炉顶加料产生的粉尘；密闭式电炉在冶炼过程中产生的炉气，出炉口的烟尘 、回转窑产生的烟气 和炉渣等；除尘风机、空压机、各类泵及原料和成品加工过程中产生的噪声等。 - 7 - 治理措施 高炉煤气的煤气产生量为 189000m3/h。在重力除尘器后采用外滤式布袋除尘器处理煤气，除尘后的净煤气含尘量 10mg Nm3。净煤气除高炉热风炉自用外，其余部分用于烧结、喷煤 、锅炉 和 6000kW发电机组等。 镍铬铁合金电炉的炉气排气量： 7500Nm3 /h.台 ， 炉气温度 600-700 C，最高不超过 900 C，含尘量： 80-120g/ Nm3，主要成分为 CO。 本项目电炉炉气 净化采用沉降室布袋除尘器。 除尘后炉气送回转窑 烧结 。 高炉 、 烧结机 、矿热炉 、回转窑 产生的烟气经收尘后排放，收集的粉尘烧结回用。 本装置的废水主要为 高炉炉体冷却 、鼓风机冷却、热风炉冷却、铸铁机冷却、铸铁机冷却用水、 电炉 冷却水 、变压器 冷却水 、回转窑冷却水 等，为 净废水 。 净废水经 冷却塔或旁虑器过滤后循环使用，为了保持水质稳 定，有少量 净废水作为炉气除尘的补充水，而不外排 。 锅炉用水为循环用水 。生活污水则经处理后排放或用作绿化用水 。 高炉产生的渣量共 564300t/a（干渣量）， 矿热炉产生的渣量共 720000（干渣量），均送往公司的粉末站 加工， 作为制作水泥的原料 外售 。 对噪声污染进行有效的控制与治理，其中厂区边界噪声符合工业企业厂界噪声标准中的 类标准。 （ 10） 卫生、安全 卫生 针对生产过程中可能产生的危险、危害因素，采取了相应的防范措施，符合有关标准及规范的要求，能够保证操作人员在符合职业卫生规定条件下工作。经采取措施后 ，本项目操作场所及岗位空气中的含尘浓度、工作场所的室内温度以及噪声均可满足有关规定和规范的要求。职业卫生设施完善，企业组织员工定期体检排“ Mn” ，防止 “Mn” 中毒，可达到 “ 保证 - 8 - 文明生产，保护职工身心健康 ” 的目的。 安全 针对该项目存在的不安全因素，采取了相应的防范措施，符合有关规定和规范的要求，能够保证员工在符合职业安全规定的条件下工作。经采取措施，可以避免火灾、爆炸事故等危害发生，并减少其它事故的发生，一旦出现事故，即可采取相应的备用或应急措施，将事故可能造成的损失降低到较低程度。通过企业加强管理，操作 人员严格遵守操作规程，杜绝违章作业，工人的人身安全及健康将得到保障，可达到预期目的。 综上所述，项目建设及生产加工条件基本具备，为项目的顺利实施，奠定了坚实的基础。 3、 项目行业准入条件分析 该项目不属于产业结构调整指导目录（ 2005 年本）中鼓励类、淘汰类及限制类项目，属于允许类国内投资项目。 根据国家发展和改革委员会关于铁合金行业准入条件 08 年修订版对高炉及高炉锰铁、矿热电炉的准入规定： （ 1） 工艺与装备 锰铁高炉容积为 300 立方米及以上；矿热电炉容量为 25000kVA 及以上，变压器选用有载电动 多级调压的三相或三个单相节能型设备，生产工艺操作机械化和自动化。 铁合金行业准入条件规定主要铁合金产品单位冶炼电耗：高炉锰铁焦比不高于 1320kg/t。 （ 2） 资源消耗 主元素回收率：高炉锰铁 Mn 82%。 水循环利用率 95%以上。 - 9 - 第一章 用能标准和节能规范 1.1 国家节能政策法规 1.1.1 相关法律法规和规划 1.中华人民共和国节约能源法 2.中华人民共和国可再生能源法 3.中华人民共和国电力法 4.中华人民共和国建筑法 5.中华人民共和国清洁生产促进法 6.清洁生产审核暂行办法（ 国家发展改革委、国家环保总局令第 16 号） 7.重点用能单位节能管理办法（原国家经贸委令第 7号） 8.节能中长期专项规划（发改环资【 2004】 2505 号） 1.1.2 产业政策和准入条件 1.国务院关于发布促进产业结构调整暂行规定的通知（国发【 2005】40号） 2.产业结构调整指导目录（ 2005 年本） (国家发改委令第 40号 ) 3.中国节能技术政策大纲（计交能【 1996】 905 号） 4.国家发展与改革委员会铁合金行业准入条件 （ 2008年修订 ） 5.国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术 (国家发 改委2005第 65 号 ) 1.2 工业类相关标准和规范 1.2.1管理及设计方面的标准和规范 1.工业企业能源管理导则 GB/T 15587-1995 2.机械行业节能设计规范 JBJ 14-2004 3.工业设备及管道绝热工程设计规范 GB50264 1997 - 10 - 4.工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准 GB 50185-1993 5.钢铁企业设计节能技术规定（ YB9051-98） 1.2.2 产品能耗定（限）额方面的标准 铁合金单位产品能源消耗限额 （ GB 21341-2008） 1.2.3 合理用能方面的标准 1.评价企业合理用电技术导则 GB/T3485-1998 2.评价企业合理用热技术导则 GB/T3486-1993 3.蒸汽供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求 GB/T 12712-1991 4.设备及管道保温保冷技术通则 GB/T11790-1996 5.设备及管道保温保冷设计导则 GB/T15586-1995 6.设备及 管道保冷效果的测试与评价 GB/T 16617-1996 7.设备及管道保温效果的测试与评价 GB/T 8174-1987 8.节电措施经济效益计算与评价 GB/T13471-1992 9.工业炉窑保温技术通则 GB/T16618-1996 10.工业锅炉及火焰加热炉烟气余热资源量计算方法与利用导则 GB/T 17719-1999 1.2.4 工业设备能效方面的标准 1.清水离心泵能效限定值及节能评价值 GB 19762-2007 2.中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值 GB 18613-2002 3.容积式空气压缩机能效限定值及节能评价值 GB 19153-2003 4.三相配电变压器能效限定值及节能评价值 GB 20052-2006 5.通风机能效限定值及节能评价值 GB 19761-2005 6.工业燃料加热装置能耗限值 JC 569-1994 - 11 - 1.3 建筑类相关标准和规范 1.公共建筑节能设计标准 GB50189-2005 2.绿色建筑评价标准 GB/T50378-2006 3.绿色建筑技术导则 (建科【 2005】 199 号 ) 4.夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准 JCJ75-2003 5.采 暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2003 6.通风与空调工程施工质量验收规范 GB50243-2002 7.民用建筑太阳能热水系统应用技术规范 GB50364-2005 8.民用建筑热工设计规范 GB50176-93 9.建筑照明设计标准 GB50034-2004 10.建筑采光设计标准 GB/T 50033-2001 11.空调通风系统运行管理规范 GB50365-2005 1.4 其他设计资料 1.某某 矿业有限公司 与 某某 工业建筑设计研究院签订的协议书； 2.某某 矿业有限公司 提供的各种设计原始资料。 - 12 - 第二章 能源供应状况 厂区 位于 某某 市 江州区锰铝 集中 加工区 。 锰铝 集中 加工区位于 某某 市区西北 18km， 某某 市江州区新和镇区东南 5km。 厂区附近有 某某 市经新和镇至大新的二级公路 ， 从规划工业区的西面经过 ， 一条从公路接进的工业区道路正在建设中。 某某 地处通往东盟各国的大陆桥上，具有沿边、沿高速、沿铁路、邻首府的 区位 优势 ， 交通条件十分便利。 本项目建设 2 台 450m3高炉、 2 台 25000kVA矿热电炉 ， 设计规模为 年产高炉锰铁 28.215 万吨，镍铬铁合金 11 万吨 。项目在生产过程中消耗的能源品种有：焦炭、 煤、 电力、 压缩空 气、 氮气、 生产用水。 高炉锰铁年耗电量为 101009700 kWh，镍铬铁合金年耗电量为320100000 kWh， 由新和镇 110kV 变电站，距厂区距离约 5km，供电质量可靠 。 焦炭来自贵州 。 目前，我国焦炭市场处于供大于求的状况，业主已到贵州进行行情调查，初步达成了从贵州六盘水购买焦炭的意向。 高炉锰铁生产消耗焦炭 290614.5t/a， 镍铬铁合金生产消耗焦炭 53241 t/a。焦炭用汽车运至厂内。 高炉喷煤用量为 59251.5 t/a，可从贵州购入，用火车运至钦州火车站，再用汽车运至厂内。 总用水量为 270342m3/d，其中新水 8650 m3/d，循环用水 261692 m3/d。本项目位于 某某 市华侨经济管理区锰铝集中加工区内， 根据建设单位与 华侨经济管理区 管委会 的 协议，外部给水由 华侨经济管理区 统一规划建设，本顶目新 水直接从 华侨经济管理区供 水管网取用 。 本项目设有制氮机，氮气可自给。 压缩空气由空压机供给。 由于氮气、压缩空气均为自制，消耗的能源已计入电耗及水耗，故不作为购入能源计 - 13 - 算。 本项目高炉生产使用了蒸汽，耗的能源已计入电耗及水耗，故不作为购入能源计算。 - 14 - 第三章 能源消耗状况 3.1 工艺简述 3.1.1 高炉锰铁生产工艺简述 3.1.1.1 工艺过程 高炉锰铁的冶炼是以碳作发热剂和还原剂，在高炉中将锰和铁的氧化物还原，生成锰铁、炉渣和煤气的一系列复杂物理化学过程。其生产工艺见图 3-1。 锰铁高炉 （ 以下称高炉）冶炼 用的焦炭、锰矿、熔剂在原料场和烧结厂加工处理合格后，用皮带机运至料仓贮存使用。 各种炉料在仓下经二次筛分、计量后，按程序由仓下皮带机送到高炉料坑，由料车将炉料送至炉顶加入炉内进行冶炼。 高炉冶炼的热源主要来源于焦炭和煤粉的燃烧。各种原料在炉内进行复杂的理化反应。 高炉冶炼用风由鼓风机站供给， 冷风经热风炉加热后送入高炉。 高炉冶炼主要产品是锰铁，副产品为煤气、炉渣、炉尘等。 高炉生产的铁水用铁水罐拉至铸铁机进行铸块。 高炉煤气经除尘、净化后一部分供热风炉烧炉，余下部分供烧结机、喷煤 、锅炉 和 6000kW 发电机组作燃料 。 高炉炉渣在炉前进行冲制水渣，水渣送至本厂的粉末站制作水泥的原料。 高炉产生的各种粉料、重力除尘灰、煤气除尘灰拉到烧结厂进行配料烧结。 3.1.1.2 技术装备特点 1、高炉内型拟定尺寸 依据原料、燃料的特点，其它厂家高炉生产实践，本次设计高炉的内 - 15 - 型尺寸拟定参数见表 3 1。 表 3 1 高炉内型拟定尺寸 表 序号 项 目 名 称 单 位 数 值 备 注 1 高炉有效容积 Vu m3 450 2 高炉有效高度 Hu mm 19270 3 炉缸直径 d mm 5400 4 炉腰直径 D mm 6300 5 炉喉直径 d1 mm 4400 6 炉缸高度 h1 mm 3100 7 炉腹高度 h2 mm 2800 8 炉腰高度 h3 mm 1400 9 炉身高度 h4 mm 10300 10 炉喉高度 h5 mm 1670 11 炉腹角 度 80 52 11 12 炉身角 度 84 43 49 13 风口数量 fn 个 14 14 挡料阀直径 mm 600 15 上密封阀直径 mm 700 16 下密封阀直径 mm 650 17 死铁层深度 h0 mm 750 18 高径比 Hu D 3.058 - 16 - 2、 高炉主要冶炼指标 表 3 2 2 450m3锰铁高炉主要冶炼指标预测 表 序号 指标名称 单位 指标数值 备注 1 高炉有效容积 m3 2 450 2 高炉利用系数 t m3.d 0.95 3 综合冶炼强度 t m3.d 1.52 4 入炉焦比 kg t 1030 5 入炉煤比 kg t 210 6 风温 1100 1150 7 熟料率 % 100 8 入炉矿石品位 (Mn含量 ) % 42.9 9 年工作日 天 330 10 年锰铁产量 万 t 28.215 11 年渣产量 万 t 56.43 12 锰金属回收率 83 13 炉顶压力 MPa 0.08 0.10 3、炉体结构 高炉采用自立式框架结构，炉缸设一个铁口、两个渣口、 14个 风口。 高炉内依据炉体各部位不同的冶炼状态，选用不同材料，确保高炉安全生产。高炉炉底采用半石墨质焙烧炭块炉底，炉缸采用陶瓷杯，其他部位采用烧成微孔铝炭砖等优良材料，配以高质量的高铝砖和磷酸浸渍粘土砖。 4、 冷却方式 炉底采用水冷炉底。 - 17 - 高炉炉体冷却壁共设十层，三层冷却壁材质为低铬铸铁，七层冷却壁材质为球磨铸铁。冷却壁和热风阀的冷却方式采用软水密闭循环技术，风、渣口和其他冷却设备的冷却方式为工业水冷却。 5、 炉顶 高炉炉顶装料设备采用 WZ C 型串罐式无料钟炉顶装料设备。这是我国生产的无料钟炉顶设备，自 2000 年三明钢铁厂第一座 380m3高炉使用以来，目前投入生产的高炉已有 200 多座。承德钢铁公司和柳州钢铁公司分别运用在 1260m3和 1250m3高炉上，目前均已投产两年多，运行良好。 450m3高炉采用 WZ 450 型无料钟炉顶。 6、 炉顶采用小高压操作技术，预测炉顶压力为 0.08 0.10Mpa。 7、 上料、供料系统 高炉设 10 个容积为 195 m3高位料仓，其中 6 个仓为烧结矿、球团矿和富块矿， 3 个仓为焦炭，一个仓为石灰石，仓顶设两条皮带机和配套卸料小车。 仓下各种原燃料采用电子秤，分散称量，并设计算机自动补偿 设施，各种炉料由仓下皮带机送到料坑。 高炉上料系统采用双料车上料， 450m3高炉料车有效容积为 3.8m3。 8、 除尘系统 仓上、仓下各扬尘点及高炉料坑、出铁口、撇渣器、铁水罐上方均设抽风除尘设施，拟定处理方式：分散收集、集中处理、达标排放。 9、 风口平台 风口平台为钢筋砼框架结构，斜桥中间支承基础设在风口平台上。 10、 出铁场 结构：出铁场拟定为毛石砼结构，围墙内用河沙和回填土填充。 450m3高炉出铁场跨度为 18m，设 Q=16t 3.2t， LK=16.5m 双钩桥式起重机一台， - 18 - 出铁棚采用大角度、双层天窗 结构。此结构不但通风良好，屋顶不易积灰。 450m3高炉出铁场 一 侧设 4 个铁水罐位， 另一 侧为炉前水力冲渣。 铁水罐运行及铁水处理： 铸铁机系统按 35t 铁水罐设计，用小内燃机车牵引将铁水罐车拉到铸铁机铸块。铸铁机为两座高炉共用，选用两台 50m 双带滚轮固定式铸铁机，生产能力 240t/h。 11、 热风炉系统 高炉采用四座顶燃式球式热风炉，热风炉采用悬链线拱顶，助燃空气进行预热。热风炉各孔口不同部位采用不同材质的组合砖砌筑，建一座高60m 的砼烟囱。 热风炉参数见表 3-3。 表 3 3 高炉热风炉拟定工艺参数 序号 名 称 单位 数 量 备 注 1 热风炉座数 座 4 2 热风炉炉壳直径 mm 8550 7310 上下 3 热风炉全高 m 20.64 4 高径比 2.414 5 燃烧室有效断面积 m2 40.6 顶燃式 6 蓄热室有效断面积 m2 30.68 7 球床高度 m 7.5 上部 40球 m 4.0 下部 60球 m 3.5 8 每座热风炉装球量 t 430 9 一座热风炉蓄热面积 m2 19380 10 四座热风炉总蓄热面积 m2 77520 11 单位炉容占有蓄热面积 m2 m3 172 - 19 - 序号 名 称 单位 数 量 备 注 12 废气温度 350 13 助燃空气预热温度 150 200 12、煤气除尘、净化系统 荒煤气除尘采用重力除尘器，重力除尘器内径为 9000mm，煤气出口流速 0.68 s,下部放灰口设加湿搅拌机。 煤气净化采用八十年代发展起来的布袋除尘器，过滤形式为外滤式，反吹采用氮气低压脉冲闭路反吹 ，没有对空排放形成的二次污染。 450m3锰铁高炉设 12 个箱体，净化后的煤气含尘量 10mg Nm3。 布袋除尘器采用高架式除灰、卸灰方式。卸灰系统由双球阀、中间灰斗、叶轮给料机和埋刮板输送机等构成。 3.1.1.3 新技术应用 为了获得良好的技术经济指标，并达到高炉连续生产 10年以上不进行中修的目标，高炉采用如下新工艺、新技术： 高炉炉缸内衬采用陶瓷杯技术，炉底采用半石墨质焙烧炭块，风冷炉底。炉体其它部位相应选用质地优良的耐火材料，如炭化硅砖、烧成微孔铝炭砖、高铝砖、喷涂等技术。 炉顶采用小高压操 作技术。炉顶压力 0.08 0.10MPa。 炉顶设备采用无料钟液压炉顶装料设备。 高炉、热风炉重要工艺孔道采用组合砖砌筑技术。 热风炉采用顶燃式，热风炉拱顶采用悬链线拱顶，并选用高温低蠕变耐火砖。 高炉冷却壁采用壁体测温技术。 上料系统、炉顶系统采用计算机控制。 - 20 - 热风炉所有阀门采用液压传动，由计算机控制自动换炉。 去掉二次仪表，冶炼中的各种工艺参数用计算机画面显示。 热风炉采用预热回收技术，利用烟道废气预热助燃空气。 煤气净化采用外滤式布袋除尘器，反吹采用氮气低压脉冲闭路 反吹技术。 炉前采用矮式改进型液压泥炮、液压开铁口机和液压堵渣机。 采用工业电视监视技术。 采用浓相输送喷煤技术。 - 21 - 图 3-1 高炉锰铁工艺流程图 冷却水 仓顶运焦皮带 仓顶运矿皮带 鼓风机 助燃风机 净煤气总管 压缩空气焦炭贮槽仓下振动筛矿石贮槽仓下振动筛上料皮带机料坑漏斗4.0m 3料车原煤场磨煤机布袋收粉器喷吹罐煤粉分配器热风炉 氮压机重力除尘器布袋除尘器埋刮板机运灰车煤气管网铁水罐铸铁机铁库水渣堆场水渣池粉料斗 称量漏斗 称量漏斗 粉料斗450m3 锰铁高炉筛下筛上筛上筛下炉顶斜桥冷却壁、风、渣口荒煤气风口喷枪热风铁口渣口小内燃机车外销外销去电厂去烧结机净煤气开阀门反吹阀门冷却冷风去烧结机 - 22 - 图 3-2 高炉喷煤生产工艺流程图 热风炉废气 助燃风 高炉煤气煤 场 压缩空气烟气升温炉 配煤斗 配煤斗称重给煤机 称重给煤机原 煤 仓封闭式称重给煤机中 速 磨布袋收粉器锁 气 器煤 粉 筛煤 粉 仓喷吹罐混合器高炉分配器各喷煤枪各 风 口450m3锰铁高炉烟 囱排烟风机废气喷吹流化充压高温烟气5t 抓斗 5t 抓斗流化 - 23 - 图 3-3 烧结生产工艺流程图 冷却风机 焦(煤 )粉 精矿粉 生石灰水 煤气 助燃风机预热炉破碎机配 料 地 仓混一皮带一混合机混二皮带二混合机混三皮带50烧 结机单辊破碎机热 振 筛带 冷 机成 品 仓筛下返矿送往烧结配料送往高炉鼓风冷却筛上成品点火器电子秤 - 24 - 3.1.2 镍铬铁合金生产工艺简述 3.1.2.1 工艺过程 镍铬铁合金是以低品位的镍矿、铬矿、焦炭、熔剂石灰石为原料，加于矿热炉中，于 1500 1800 C 高温下连续冶炼，产出镍铬铁合金、炉渣和煤气的一系列复杂物理化学过程。其生产工艺见图 3-2。 镍铬铁合金矿热炉 （以下称电炉）冶 炼用的焦炭、镍矿、铬矿、熔剂在原料场和 回转窑 加工处理合格后，用皮带机运至料仓贮存使用。 各种炉料在仓下经二次筛分、计量后，按程序由仓下皮带机送到电炉料坑，由料车将炉料送至炉顶加入炉内进行冶炼。 电炉冶炼的热源主要来源于电能及焦炭的燃烧。各种原料在炉内进行复杂的理化反应。 电炉冶炼主要产品是镍铬铁合金，副产品为煤气、炉渣、炉尘等。 电炉生产的铁水用铁水罐拉至铸铁机进行铸块。 电炉煤气经除尘、净化后供回转窑使用。 电炉炉渣在炉前进行冲制水渣，水渣 外售作为 制作水泥的原料。 电炉产生的各种粉料、重力除尘灰、煤气除尘灰拉到 回转窑 进行配料烧结。 3.1.2.2 电炉 技术装备特点 主体设备拟采用组合把持器结构的 25500kVA 密闭电炉。 1、本工程在吸收了国内外先进技术及自主研发的基础上，设计出了国际先进、国内一流的锰硅合金电炉设备，主要有以下先进的技术： a) 采用大容量的电炉，产能大，劳动定员少； b) 精确的称量配料技术，精度可达 3/1000； c) 组合电极柱技术，大大延长了电极的使用寿命及提高了电极的焙制效果； - 25 - d) 环行加料机技术，提高了原料输送的自动化程度，有效地解决 了炉炉顶加料难及环保问题； e) 密封炉盖技术，使电炉炉内高温炉气得到了很好的密封，提高了炉气中 CO 的纯度，以便炉气更好地利用； f) 高温炉气净化利用技术，使炉气得以有效利用； g) 电炉全自动控制技术，减少了劳动定员，增加了电炉操作的可靠性； h) 同时，在工程组织实施中，采用研发、制造、施工、培训、调试、开 车 指导一体化的形式，确保工程建设中各环节紧密配合，以达到生产目标。 2、本工程中组合电极柱式 电 炉有以下主要技术特点： a) 结构简单，简化了把持器和压放装置机构，使用可靠，重量轻； b) 互换性好， 接触装置和压放装置可适用于各种不同的直径的自焙电极； c) 组合把持器接触电阻小，电效率高，不易与电极壳间打火； d) 电极壳不会变形； e) 电极不会在压放时失去控制，为高电耗的冶炼工艺增加了电极压放安全性； f) 由于降低电极的冷却，因而使电极焙烧位置升高； g) 减少了电极断损事故； h) 寿命长，普通的铜瓦把持器一般寿命较短，块式抱闸重且易磨损，而组合式电极柱接触元件及压放装置的寿命可在传统电极寿命的 5 8倍以上。 3、本工程中 电 炉系统的经济性有以下几点： a) 本工程设计总结了国内外电炉设计的经验 ，并采用最先进的工艺技术，使整体技术更加实用、经济。采用组合电极柱技术，可使 电 炉关键设 - 26 - 备寿命提高 5 8 倍；炉气经净 化 后回收利用，直接送用户点利用，有效地利用了能源； b) 采用三台单相变压器，缩短了短网和母线的长度，另外所采用的防磁结构，减少了电能的损耗。 4、本工程中电炉系统的环保性有以下几点： a) 原料输送采用密闭方式，并采用环行加料机进行炉顶加料，在主要的扬料点设置除尘设备，使原料输送整洁、干净； b) 采用密闭的炉型，改善了操作环境； c) 炉气净化后作为烧结燃料使用，能源得到了综合利用； d)电 炉冷却采用循环水冷却系统，没有废液排放； e) 除尘所得粉料 和原料经筛分后所得粉料 ，通过烧结回 炉 进行再利用。 5、本工程中 电 炉系统的安全性有以下几点： a )电炉采用自动控制，除出炉外，基本无现场操作人员； b)电炉上设有防爆装置，在炉压过高时可自动释放炉压； c) 一氧化碳炉气进行回收利用，避免了有毒气体的排放； d) 采用多级绝缘保护； e) 设置一氧化碳检测系统及氢氧分析系统，事故状态可提前报警； f) 设置了冷却水系统流量、温度及压力显示，并设炉底热电偶，可对设备的使用情况进行有效的监控。 6、本工 程中电炉有以下综合利用特点： a) 原料输送和配料过程中产生的粉尘在排料点设罩扑集壳，配用布袋除尘器，处理后气体含尘浓度 100mg/Nm3。分离下来的粉尘作为 烧结原料。（按国家有关规范含尘排放浓度可在 150 mg/Nm3，下同）； b) 密闭电炉炉气经净化除尘处理后 ,用作烧结、 回转窑燃料，实现了 - 27 - 能源的二次利用； 图 3-4 镍铬铁合金工艺流程图 - 28 - 3.2 能源消耗 某某 矿业有限公司 2 450m3高炉及 2 25000kVA 矿热炉项目 能源购入总量： 409545817 kgce/a，外供能源量： 5840208 kgce/a(煤 气发电 )，实际购入能源总量为 403705609 kgce/a。其中高炉锰铁 项目能源购入总量：323529809 kgce/a，外供能源量： 5840208 kgce/a(煤 气发电 )，实际购入能源总量为 317689601 kgce/a；总有效能： 178440573 kgce/a；项目能源利用率： 55.15 ； 镍铬铁合金项目能源购入总量： 86016008 kgce/a；总有效能： 36525976 kgce/a；项目能源利用率： 42.46 。 本项目年消耗能源种类、数量及能源使用分布 情况如表 3-4、 3-5、 3-6。 表 3-4 能源消耗种类、数量及能源使用分布情况 序号 种 类 年耗 量 实物量 折标煤 单位 数量 单位 数量 1 外购电 kWh/a 421109700 kgce/a 51754382 2 水 m3/a 2854500 kgce/a 733891.95 3 高炉焦炭 t/a 290614500 kgce/a 268187779 4 煤 59251500 kgce/a 42323346 5 矿热炉焦炭 53241 kgce/a 46546417 6 高炉煤气发电 -47520000 kgce/a -5840208 合计 kgce/a 403705609 - 29 - 表 3-5 高炉锰 铁 能源消耗种类、数量及能源使用分布情况 序号 种 类 年耗 量 使用点 实物量 折标煤 单位 数量 单位 数量 1 外购电 kWh/a 101009700 kgce/a 12414092 高炉锰铁生 产系统 2 水 m3/a 2351580 kgce/a 604591.22 高炉锰铁生产系统 3 焦炭 kg/a 290614500 kgce/a 268187779 高炉锰铁生 产系统 4 煤 kg/a 59251500 kgce/a 42323346 高炉车间 5 高炉 煤气发电 kWh/a -47520000 kgce/a -5840208 外供 合计 kgce/a 317689601 注：折标煤系数焦炭： 0.95 0.9714kgce/kg（ 锰铁高 炉用焦 炭 ） ；电力： 0.1229kgce/kwh；水： 0.2571kgce/m3；煤： 0.7143kgce/kg。以上折算数据引自 国家统计局标准 、 铁合金 单位产品能源消耗限额 和 铁合金用焦折算系数表。 表 3-6 镍铬铁合金 能源消耗种类、数量及能源使用分布情况 序号 种 类 年耗 量 使用点 实物量 折标煤 单位 数量 单位 数量 1 外购电 kWh/a 320100000 kgce/a 39340290 镍铬铁合金生产系统 2 水 m3/a 502920 kgce/a 129301 镍铬铁合金生产系统 3 焦炭 t/a 53240.93172 kgce/a 46546417 电炉车间 合计 k